出品 | 虎嗅 ESG 組
作者 | 袁加息
頭圖 | 視覺中國
本文是 #ESG 進步觀察 # 系列第 011 篇文章
本次觀察關鍵詞：糧食安全、供應鍊安全、研發創新
近日，養豬業龍頭牧原股份宣布成立合成生物公司。
具體來說，牧原與杭州一家名為 " 元素驅動 " 的合成生物創企合資，成立 " 河南牧元安糧合成生物技術有限公司 "（暫名）。而合作方元素驅動，實則是西湖大學搞 " 産學研一體化 " 開出的技術公司。
牧原的此番動作不是特别高調，但是 " 合成生物 " 的名号還是引發了很多遐想。
近兩年，合成生物賽道受到了資本的熱捧。合成生物技術甚至被冠以 " 扮演上帝 "、" 未來制造 " 的評價，其核心是利用基因編輯技術對微生物的遺傳信息進行定向的設計、修改，使之成為一個個 " 微型工廠 "，生産人類想要的物質。相關的技術已經在制藥行業有廣泛的應用，也即将颠覆化工、農業、食品、化妝品行業——或許還有養豬行業。
合成生物自帶環保屬性，可以對傳統的高耗能、高污染的化學工業形成替代，并打破傳統工藝中原料、生産效率受到的約束。科研人員 " 創造 " 出新的細菌，使從前不可能、不經濟的生産工藝，變得可能、可行。
回到牧原股份，豬企進軍合成生物，又有什麼動機呢？
成本賬
先說結論，牧原在合成生物領域進行技術投入，是為了削減豬飼料成本。在農業高質量發展的趨勢下，豬飼料也需要帶上一點 " 科幻成分 "。
下面我們先用幾段話，厘清合成生物和豬飼料成本的關系。
近日，養豬企業紛紛公布 2022 年業績。行業内 " 冰火兩重天 " 的狀況令人印象深刻：正邦科技預計虧損 110 — 130 億，新希望預虧 41 — 61 億，而牧原股份則預計大賺 120 — 140 億，與上年同期相比增長 73.82% — 102.79%。
牧原的好成績，很大程度上取決于公司優秀的成本控制。據虎嗅的二級市場分析師丁萍的測算，2022 年四季度，牧原的生豬養殖完全成本在 15 — 16 元 / 公斤，不僅低于當季商品豬 22.33 元 / 公斤的銷售均價，也做到了全行業上市企業最低。
在牧原的種種壓降成本的優秀經驗中，減少豬飼料中的豆粕使用，是最具有價值的舉措之一。
低豆粕含量的豬飼料，在業内被稱為 " 低蛋白日糧 "（一點解釋：豆粕是飼料中蛋白的主要來源，故稱 " 低蛋白 "；" 日糧 " 意為 " 豬一天需要吃掉的飼料總量 "）。豆粕之所以會成為飼料中的 " 成本刺客 "，主要是因為中國的大豆無法自給，而國際大豆價格很不穩定，尤其在 2022 年中逼近 5000 元 / 噸，創曆史新高。
在豬飼料中減少了豆粕的用量，但又不能減少營養。這就需要補充一味材料：氨基酸。氨基酸的高效生産，就要用到牧原希望開發的合成生物技術。
這一套成本賬，簡單講，氨基酸是低蛋白日糧技術的關鍵，而低蛋白日糧又是降低養豬成本的關鍵（之一）。所以，氨基酸就是這樣一個 " 關鍵之關鍵 " 的角色。
以上是簡單的解釋。不過這似乎還不能完全解釋，為什麼牧原會深入産業鍊如此上遊的地方，去做豬飼料添加劑的技術攻關呢？
這就需要我們分别看看豆粕的問題，以及氨基酸的發展願景。
豆粕，問題根源
養豬行業的不少财務挑戰和 ESG 挑戰，追根溯源，都指向了大豆。
巴西、美國、阿根廷三國加起來，生産了全世界 80% 以上的大豆，而中國消耗了全世界 60% 的大豆，自給率不到 20%。
落在具體的企業頭上，消費大豆最多企業都是飼料、養殖、乳品企業。根據 MSCI 提供的 2021 年數據，除了 JBS、泰森、雀巢、達能等國際巨頭之外，中國（或中國相關）企業如萬洲國際、正大、伊利、新希望、蒙牛、溫氏、海大等，也都買走了全球 2% 以上的大豆。
中國的養殖業對國際大豆貿易十分依賴，但全球大豆的生産和貿易，偏偏又存在很多風險。
其中最大的風險就是價格波動。2022 年全球糧食危機，推動大豆價格漲到将近 5000 元 / 噸，幾乎是前幾年低位的兩倍。大豆的價格波動不僅給企業造成成本壓力，在政府層面還被上升為國家糧食安全問題。糧食安全，在中國公共政策語境中怎麼強調都不為過。
大豆價格波動背後也有氣候原因。在日益頻繁的極端天氣影響下，美洲的大豆減産也預計會成為常态。比如，下圖是聯合國糧農組織（FAO）對全球糧食生産的實時監測。圖表顯示，眼下在巴西和阿根廷種植的大豆，黃色部分是因幹旱而面臨減産風險的——顯然是一個很高的比例。
圖片來源：Agricultural Market Information System
除了産量和價格上的大問題，ESG 還關注另外兩個風險，即轉基因和毀林。
轉基因大豆背後的 ESG 真問題，倒不是輿論中常常渲染的 " 吃起來不安全 "，而在于種植端的生态破壞。美國、巴西的農場主在種植轉基因大豆的同時，會配合大面積、無差别的農藥施用。轉基因大豆可以不受農藥影響，但是農藥會無差别地殺滅雜草，破環大農場及其周邊的植物生态，危及昆蟲和小動物的生存。據估計，美國和巴西 90% 以上的大豆均為轉基因大豆。此外，巴西一些地方的大豆種植，是通過毀林實現的。轉基因和毀林來源的大豆被稱為 " 不可持續大豆 "。
總之，站在中國企業的立場上，他們有非常充分的動機去減少業務對豆粕的依賴。
大豆的減量和替代，對相關企業有雙重的好處：一重是财務上的，可以降低成本和财務風險；另一重是社會責任上的，符合利益相關方的訴求。
低蛋白日糧技術，名利雙收
用氨基酸替代豆粕的低蛋白日糧技術，是牧原的成本控制策略的一個核心組成部分。2021 年，牧原股份的豬飼料配比中豆粕的用量為 6.9%，遠低于全國 15.3% 的平均值（農業農村部數據）。
據推算，這個全國平均值每下降一個百分點，就相當于節省了超過 1000 萬畝地上種出的大豆（以 2021 年的生豬養殖規模計算）。如果全國都降到牧原的水平，能節省上億畝地上種出的大豆。
2021 年 3 月，人大代表、牧原董事長秦林英向全國人大提交了一份建議《大力推廣低蛋白日糧應用》，受到農業農村部的重視；5 月，又将牧原低蛋白日糧相關數據向行業公開共享。
牧原之所以敢把成功秘訣公之于衆，博一個社會責任上的好名聲，也是因為公司有護城河的保護。
牧原有一個優勢是其他企業難以複制的：公司采取自繁自養的經營模式，對養豬産業的上下遊整合程度高。牧原使用的飼料是自主研發、自主生産的，對相關的技術和供應鍊擁有高度掌控力。據介紹，牧原甚至可以通過高度數字化的裝備，實現每日不同的飼料配方。這對于隻從事飼料加工，或者隻養豬的企業來說是無法做到的。
這種超精細的飼料管理，同樣意味着對于飼料氨基酸成分的深入研究。
氨基酸是豬飼料中豆粕的替代物。關于 " 怎麼加，加多少 " 的問題，可以看一下 2020 年新改版的《仔豬、生長育肥豬配合飼料》國标（GB/T 5915-2020）。其中新給出了配制飼料添加氨基酸種類和最低線。
圖中，" 粗蛋白質 " 指豆粕、魚粉等蛋白質原料的添加。| 圖片來源：《仔豬、生長育肥豬配合飼料》
從表格中不難看出，飼料中主要添加的是賴氨酸、蛋氨酸（甲硫氨酸）、蘇氨酸、色氨酸、缬氨酸五種。而牧原的動作更為超前。董事長秦林英在一次報告介紹到，牧原已經在 2019 年和 2022 年分别引入了異亮氨酸和苯丙氨酸，并計劃引入亮氨酸。
秦林英還指出，牧原在低蛋白日糧技術上的願景是 " 無豆日糧 "。
牧原距離這個願景的距離并不遠：據介紹，目前公司可以使用低至 3% 豆粕的日糧。然而減掉這最後的 3%，對于公司來說是一道難以逾越的坎。想邁過這道坎，就需要仰仗合成生物技術了。
合成生物技術扮演什麼角色？
對于牧原來說，" 無豆日糧 " 并不是科幻。它在技術上是可行的，其不可行之處在于成本。如果過度減少豆粕的含量，那麼添加進去的氨基酸（包括一些微量的高價氨基酸）将會帶來更高的成本。
下面的折線圖，是秦林英在報告中給出的成本測算。
（在當前的豆粕價格和氨基酸價格的前提下）公司所用飼料中的豆粕含量在 5% 時最為經濟，并且公司可以接受 3%-9% 的彈性區間。但是，當豆粕含量低于 3% 時，飼料成本就開始直線上升。推動這部分成本上升的就是氨基酸的價格。
這樣，我們就來到了問題的關鍵：如何壓降氨基酸的價格。答案便是合成生物技術。
牧原此前的低蛋白日糧技術推進，依賴的是外部技術進步導緻的氨基酸價格下降。到今天，牧原已經沒有技術上的順風車可以搭了。按照牧原的一貫作風，公司選擇了繼續向上遊擴張，親自下場做氨基酸發酵技術研發。
這就有了文章開頭說到的，牧原與杭州元素驅動合作成立 " 牧元安糧 " 合成生物技術公司的事。
稍微了解近年來合成生物行業進展的讀者可能知道，合成生物公司有自己的商業模式，大緻可以分為上遊工具層、中遊平台層和下遊的應用層：合成生物的創企或者希望做行業中的 " 賣鏟人 "、" 大房東 "，或者希望盡快開發出能投産變現的具體發酵工藝。
相比之下，牧元安糧實際上的任務，沒給人留下太多的想象空間。在公司公告中寫的很清楚，該子公司的目的是 " 促進節糧降耗，增強公司的綜合盈利能力 "。經過前文的分析，我們還能更加簡潔地理解牧元安糧的設立動機：降成本。
圖：谷氨酸鈉晶體（即味精）是最早規模生産的氨基酸。氨基酸的物理形态，可以理解為類似的晶體或粉末。 | 圖片來源：Wikicommons
從技術的角度講，氨基酸生産的關鍵，在于生産菌株的工作效率。氨基酸發酵行業 1956 年誕生于日本時，菌株的效率優化依賴的是正向代謝工程方法。更通俗地講，就是在不斷地選育生産銷量更高的菌株變種，并且在生産過程中為菌株創造更适宜産出氨基酸的生化條件。
但由于微生物系統的複雜性，正向代謝提高産量的設計，有時難以産生預期效果。新崛起的合成生物方法，使研究者可以反向解析導緻表型差異的微生物基因差異，并且通過基因編輯工具來改造菌株，使它們獲得特定的能力。這種方法更有效、更具方向性。
對于牧元安糧而言，最終的技術性目标就是培育出新的菌株，結合母公司養豬的需求，更低成本、更高效率地生産氨基酸。
當然，我們也可以放飛一點想象，認為合成生物技術或許能為牧原打開新的可能。畢竟，氨基酸是一門高附加值的好生意，撐起了梅花生物、新和成、安迪蘇等上市公司合計上千億的市值。未來牧原股份要是真的賣起了氨基酸，也不令人驚訝。
